Fizyoloji

1. Fizyoloji Bahar 2011 Doç. Dr. Hakan ÇETİNKAYA

2. Fizyolojik Psikolojinin Doğası: Giriş • Fizyolojik psikolojinin amacı karmaşık insan davranışını, fizyolojik mekanizmalar temelinde açıklamaktır. • Bilimsel açıklama biçimlerinden birisi indirgeyerekya da karmaşık davranışsal görüngüleri daha basit fiziksel yapı ve olaylarla açıklamayı içerir. • Fizyolojik psikoloji için Doğal Seçilim en önemli bileşendir: Buna göre, türe ait her bir davranışsal treyt ya da fizyolojik mekanizma türün yaşamkalım ve üreme başarısına katkıda bulunduğu için evrilmiştir.

3. Zihin-Beden Problemi • Zihin-Beden sorunu çağlar boyunca felsefecileri meşgul eden bir tartışma alanıdır.. • Modern bilim MONİST bir yaklaşımı benimsemektedir.. • İnsan sinir sisteminin işlevsel yapısına ilişkin çalışmalar da bu görüşü destekler yöndedir. • ÖRNEK: Acaba “Bilinç” bedenden ayrı olarak değerlendirilebilir mi? • Bakar Körlük Görüngüsü (Blindsight phenomenon) • Ayrık Beyin durumları (Split brains) Düalizm: Bedenin fiziksel fakat zihnin (ya da ruhun) fiziksel olmadığına ilişkin inanç. Monizm:Yaşamın sadece madde ve enerjiden ibaret olduğuna ve zihnin de bunun bir parçası olduğuna ilişkin inanç.

4. Bakar Körlük Görüngüsü (Blindsight phenomenon) İlkel davranışsal mekanizmalar Göz ve baş hareketleri Bu sisteme gelen bilgiye ilişkin bireyin herhangi bir farkındalığı sözkonusu değil. Ellerle uzanma davranışı İlkel Görsel Sistem Diğer bazı basit davranışlar Göz Göreli olarak daha yeni evrilmiş mekanizmalar Memeli Görsel Sistemi Sözcüklerle (ve bilinçle) konuşma ve düşünme. Bu sistemdeki bir hasar bireyin görsel algı ve bilgiye ilişkin farkındalığını bozar. Diğer karmaşık davranışlar

5. Ayrık-Beyinler (Split Brains) • Sözel davranışla ilgili beyin alanları bilinçten sorumlu yapıları içeriyor olabilir. • İleri safhadaki epilepsi hastalrında nöbetlerin kontrol edilmesine yönelik ameliyatlar serebral hemisferlerin işlevlerinin çalışılabilmesi için yeni yollar açmıştır. • Beyin ayırma operasyonu özel bir bıçakla corpus callosum’un kesilmesini içermektedir. • Operasyon sonrasında hemisferlerdeki duyusal mekanizmalar, bellek ve anılar ve motor sistemler artık birbiriyle bilgi alışverişinde bulunamamaktadır. • Serebral hemisferler duyusal bilgiyi vücudun zıt tarafından alırlar. • Corpus callosum • Beyin ayırma operasyonu • Serebral hemisferler (Sperry, 1966; Gazzaniga, 1970; LeDoux, 1978)

6. Ayrık-Beyinler (Split Brains) • İnsanların hemen hepsinde sol hemisfer konuşmayı kontrol eder. Dolayısıyla sol beyin konuşan beyindir diyebiliriz. • Sağ hemisfer sözel yönergeleri anlayabilir fakat konuşmanın üretilmesi konusunda tümüyle başarısızdır. • Ayrık-beyin hastalarının birçoğü, sol elleriyle tutarak okuduklarında, okudukları kitabı oldukça sıkıcı bulurlar. • Koku almaya (olfactory) ilişkin sistem duyusal bilginin çapraz temisiline bir istisna oluşturmaktadır. • Böylece, ancak bir bilgi beynimizin sözel iletişimden sorumlu bir alanına ulaşabildiğinde bu bilgi hakkında bir bilince sahip olabiliriz. Sol burun deliğimiz tıkandığında, ayrık-beyin hastası kokladığı şeyin gül olduğunu söyleyemez; ancak sol eli ile kokladığı şeyi seçenekler arasından dokunarak ayırt edebilir /sol el sağ hemisfer tarafından kontrol edilmektedir).

7. Fizyolojik Psikolojinin Doğası Bu derste şu konulara değineceğiz: • Algısal süreçler • Hareketin kontrolü • Uyku ve uyanıklık • Üreme davranışı • Duygusal davranışlar • Öğrenme • Dil • İnsandaki patolojilerin fizyolojik temelleri (madde bağımlılığı, mental bozukluklar, vb.)

8. Sıçanlarda Yuva Yapma Davranışı Isı regülasyonu 1. Hava soğuktur Bir sıçan yuva yapıyor Ebeveynsel davranış 2. Hayvan hamiledir Araştırma Hedefleri • Biliminsanları çalıştıkları görüngüleri açıklama gayretindedirler. • Bilimsel açıklama temelolarak iki biçimde yapılır : • 1. Genelleme • Davranışa ilişkin gözlemleri genel bir takım yasalara örnek oluşturan durumlar olarak açıklamak (örn. Köpek korkusu/ klasik koşullama). • 2. İndirgeme • Karmaşık davranışsal görüngüleri daha basit olanlarla açıklamak (bir kasın hareketi/ kas hücre membranlarındaki değişmeler). Fakat hangi “fizyolojik” mekanizmanın belirli bir davranışa neden olduğunu anlamaya çalışmazdan önce, bu davranışın nedenine ilişkin bir “psikolojik” açıklamamızın olması gerekir.

9. Biyolojik Köken • René Descartes • “İnsan bedeni bir makinedir” • Bedenimizin azı hareketleri otomatik ya da istemsizdir, bu hareketlere refleksler denir. • Descartes bir dualist idi: Zihin tümüyle insana özgüdür. • Fakat beden ile zihin arasında bir bağlantı vardır. • Beden ile zihin arasındaki bu etkileşim pineal gland’de gerçekleşir. • Hayvansal ruh (animal spirit) adı verilen basınçlı sıvı hareket etmemizi sağlar. Sıvı ince boruların içinde yer alır ki Descartes’a göre bu sinirdir (nerve), pineal gland de basınçlı sistemin valfidir. Descartes’ın reflekse ilişkin açıklaması. Descartes’a göre zihin-beden etkileşimi pineal gland’de gerçekleşir.

10. Biyolojik Köken • Luigi Galvani • Galvani Descartes’in modelini deneysel olarak test etti ve modelin yanlış olduğunu gösterdi. • Kurbağanın bacağındaki sinirin elektriksel olarak uyarılması kasın kasılmasına yol açtmaktaydı.. • Kasılma, sinir kurbağanın vücudunun dışına çıakrıldığı zaman dahi gözlenmekteydi. Descartes’ın reflekse ilişkin açıklaması. Descartes’a göre zihin-beden etkileşimi pineal gland’de gerçekleşir.

11. Biyolojik Köken • Johannes Müller • Müller deneysel tekniklerin fizyolojiye uygulanmasının güçlü bir savunucu oldu. • Müller belirli sinir enerjileri (doctrine of specific nerve energies) adında bir görüş geliştirdi. • Müller’e göre, “Sinir hücrelerinin tümü aynı tipteki mesajı taşıdığına göre, duyusal bilgi aktif olan belirli sinir fiberleri tarafından belirlenmelidir.” • “O halde beyin fonksiyonel olarak ayrışmış (ya da özelleşmiş) olmalıdır”. • Ardından Pierre Flourenshayvan beyninin çeşitli kısımlarını çıkararak (experimental ablation) davranış üzerindeki etkilerini incelemeye başladı (çalışmaları sonunda kalp atımı, nefes alma, amaçlı hareketler, görsel ve işitsel reflekslere ilişkin beyin alanlarını keşfetti). Johannes Müller (1801-1858)

12. Biyolojik Köken • Paul Broca • Broca beyin hasarlı bireylerin davranışlarını gözledi. • Konuşma yetisini yitirmiş bir hastaya otopsi yaptığında serebral korteksin sol tarafında kanamaya bağlı bir hasara rastladı. • Gustav Fritsch & Eduard Hitzig • Köpekler üzerinde yaptığı çalışmalarda , beynin fizyolojisini anlamak için beyni elektriksel olarak uyardı. • Çalışmaları sonucunda birincil motor korteksi (the primary motor ctx) keşfettiler. • Örneğin, konuşmayla ilgili olarak,dudak, dil ve gırtlak gibi konuşurken kullandığımız kasları kontrol eden motor korteksin Broca alanı ile etkileştiğini buldular. Broca’s area.

13. Biyolojik Köken • Hermann von Helmholtz • Helmholtz oftalmaskop’u (ophtalmascope) icat etti. Renkli görme ve rekn körlüğüne ilişkin önemli bir kuram geliştirdi, işitme üzerinde çalıştı. • Helmholtz fizyolojinin her yönüyle deneysel olarak çalışılabilecek mekanistik bir yapıya sahip olduğunu ileri sürdü. • Sinirsel iletimin, elektriksel iletimden çok daha yavaş olduğunu ortaya koydu (~27.5 m/sec).

14. İşlevselcilik: Doğal Seçilim ve Evrim • Charles Darwin • Darwin doğal seçilim (natural selection) ve evrime (evolution) ilişkin ilkeleri formüle etti. • Buna göre, birbirini izleyen nesiller boyunca türün üyesi olan bireyler kendiliğinden yapısal bir takım değişmelere uğramaktaydı. • Eğer bu değişmeler bireyin üreme başarısına katkıda bulunacak etkilere sahip ise, bu bireyler daha fazla yavru üretecek ve sözkonusu özelliği yeni nesile kalıtım yoluyla aktaracaktır. Charles Darwin (1809-1882) İşlevselcilik: Biyolojik bir görüngüyü anlamanın en iyi yolu ilgili yapının organizma için gördüğü işlevi anlamaktır.

15. İşlevselcilik: Doğal Seçilim ve Evrim • Charles Darwin • Yaşayan bir canlıya ilişkin, herhangi bir fizyolojik mekanizmanın bir amacının olduğunu söyleyemeyiz, • Fakat bunların bir işlevinin • olduğunu söyleyebiliriz. • Mutasyon • Maladaptif treyt Ön ayak kemikleri: (A) insan, (B) yarasa, (C) balina, (D) köpek. Bu kemikler birçok farklı işlevi yerine getirecek biçimde adapte olmuştur. İşlevselcilik: Biyolojik bir görüngüyü anlamanın en iyi yolu ilgili yapının organizma için gördüğü işlevi anlamaktır.

16. İşlevselcilik: Doğal Seçilim ve Evrim • Charles Darwin • Doğal Seçilim: Seçimli avantaj sağlayan kalıtılmış treytlerin populasyonda sıklığının artması süreci. • Mutasyonlar: Bir organizmanın sperm ya da yumurtasındaki kromozomlarda yer alan genetik bilgideki bir değişme. Ön ayak kemikleri: (A) insan, (B) yarasa, (C) balina, (D) köpek. Bu kemikler birçok farklı işlevi yerine getirecek biçimde adapte olmuştur. İşlevselcilik: Biyolojik bir görüngüyü anlamanın en iyi yolu ilgili yapının organizma için gördüğü işlevi anlamaktır.

17. İşlevselcilik: Doğal Seçilim ve Evrim • Charles Darwin • Evrim: Doğal seçilimin bir sonucu olarak bitki ve hayvan türlerinin yapısında ve fizyolojisinde meydana gelen genellikle daha karmaşık organizmalara doğru, dereceli değişme. Ön ayak kemikleri: (A) insan, (B) yarasa, (C) balina, (D) köpek. Bu kemikler birçok farklı işlevi yerine getirecek biçimde adapte olmuştur. İşlevselcilik: Biyolojik bir görüngüyü anlamanın en iyi yolu ilgili yapının organizma için gördüğü işlevi anlamaktır.

18. Doğal Seçilim ve Evrim • Büyük Beyin Yapılarının Evrimi • Mutlak boyut bakımından insan beyni –fil ya da balina ile karşılaştırıldığında- oldukça küçüktür. • Orantısal olarak düşündüğümüzde ise, insan beyni toplam vücut ağırlığının %2.3’ünü kapsar. Oysa filde bu oran sadece 0.2’dir. FAKAT, bir shrew’ün beyni vücut ağırlığının %3.3’ünü kapsar. SHREW

19. Doğal Seçilim ve Evrim • O halde, zihinsel beceriler için kritik faktör öğrenme, hatırlama ve plan yapmaya ayrılmış ne kadar sinir hücresinin (nöron) olduğudur, duyusal ve motor bilgiyi işlemek için ne kadar nöronun olduğu değil. • Neoteny – Gelişme için daha fazla zaman kalacak şekilde olgunlaşma sürecinin yavaşlamasıdır; neoteny büyük beyinlerin gelişmesinde önemli bir faktördür.

20. Doğal Seçilim ve Evrim • O halde, zihinsel beceriler için kritik faktör öğrenme, hatırlama ve plan yapmaya ayrılmış ne kadar sinir hücresinin (nöron) olduğudur, duyusal ve motor bilgiyi işlemek için ne kadar nöronun olduğu değil. • Neoteny – Gelişme için daha fazla zaman kalacak şekilde olgunlaşma sürecinin yavaşlamasıdır; neoteny büyük beyinlerin gelişmesinde önemli bir faktördür.

21. Hayvan Araştırmalarında Etik • İnsani Muamele • Uygun hayvan bakımı sağla. • Oluşabilecek rahatsızlığı azalt/ortadan kaldır (örn., anestetikler). • Enfeksiyondan koru (örn., antibiyotikler). • Araştırma için izin al (örn., Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi, Üniversite Etik Kurulu). • Elde edilen yarar • Birçok tıbbi ve psikiyatrik bozukluğun anlaşılması ve tedavisi.